Дышать гелием под водой

Гелий для дайверов – плюсы и минусы

При погружении с аппаратами, в которых содержится сжатый воздух, у подводников, на глубине ниже 30 метров, возникает чувство эйфории, сродни алкогольному опьянению. При увеличении глубины увеличивалась степень такого эффекта. Многие подводники отмечали появление сонливости и снижение умственной деятельности. Виновником в возникновении таких побочных эффектов виноват азот. Все дело в том, что азот, когда находится под большим давлением, способен замедлять умственные процессы.

Специалистами было найдено решение для устранения подобного наркотического опьянения — использовать для глубоководных погружений смесь гелия и кислорода. Если в дыхательной смеси уменьшить или совсем удалить азот, то азотный наркоз можно минимизировать или же устранить вовсе. Находясь под влиянием большого давления, гелий не создает наркотического эффекта. К тому же, газовые смеси с содержанием гелия, имеют более низкую плотность, а это значит, что на глубине ими значительно легче дышать.

В течение достаточно короткого времени газовыми смесями, имеющими в своей основе гелий, стали практически постоянно пользоваться коммерческие и армейские водолазы. Однако, помимо достоинств, гелий имеет и свои недостатки. С самого начала его использования, стало понятно — для гелия не подходит использование стандартных таблиц расчета декомпрессии. Скорость, с которой гелий насыщает ткани тела, больше скорости насыщения азотом. Это значит, что гелий и покидает тело подводника тоже с большей скоростью. В результате, подводникам необходимо совершать более глубоководные и продолжительные остановки (для декомпрессии).

Дайверы, которые хотят использовать гелийсодержащие смеси, должны быть очень внимательны и аккуратны. При использовании гелия существуют уникальные и сложные требования к самим декомпрессионным процедурам — при неправильном планировании этих процедур, или же их несоблюдении во время погружения, у дайвера могут возникнуть серьезные проблемы. Гелий — достаточно редкий газ. На дайв-рынке гелий довольно дефицитный товар и, поэтому, цена его использования все еще остается достаточно высокой. Так, к примеру, цена баллонной спарки, забитой воздухом, составляет около 10 долларов. Стоимость точно такой же спарки, но с гелиевой смесью, превышает 50долларов.

Помимо этого, выполнять сложные погружения, насыщенные многочисленными задачами, можно лишь после серьезной и довольно обширной подготовки, плюс дорогостоящее снаряжение. Но, для того, чтобы не только правильно спланировать погружения, но и благополучно их завершить, абсолютно необходимо пройти подобное обучение и иметь специальное снаряжение. Следует помнить, что для дыхания, чистый гелий, без примеси кислорода, очень опасен. Недостаточное содержание кислорода в смесях может вызвать мгновенное удушье. Именно поэтому гелий, который используется в технических целях, совершенно нельзя использовать для погружений.

Требования рекреационных дайверов, которые редко превышают спортивный предел глубины в 40метров, вполне могут быть удовлетворены сжатым воздухом или нитроксом. В том случае, если дайверу предстоят погружения на глубину более 40метров, то есть смысл обратиться к использованию тримикса. Но в этом случае дайвер должен будет обязательно пройти специальные тренировки, чтобы быть уверенным в своей личной безопасности при погружениях с использованием гелийсодержащей смеси.

Источник

Чем дышат водолазы – дыхательные смеси

Подводный мир манит своей красотой и таинственностью, являясь наименее исследованным местом на планете. Чтобы осуществлять путешествия вглубь морей и океанов, водолазы используют специальные дыхательные смеси, состав которых во многом зависит от условий погружения. При этом каждый дайвер предельно ответственно подходит к выбору газа, поскольку водная стихия не прощает ошибок и пренебрежительного отношения к себе.

Давление среды как основной фактор выбора газа для водолазов

Как известно, основным газовым компонентом для жизнедеятельности человеческого организма является кислород, который содержится в атмосфере с 20-процентной концентрацией. При нормальном атмосферном давлении такое содержание О2 считается оптимальным. Однако, при значительном повышении давления подобная концентрация кислорода может привести к кислородному отравлению, оказывая токсическое воздействие на организм.

Чем выше процент О2 в дыхательной смеси и сильнее давление воды, тем меньше длительность безопасного погружения. Предельная концентрация кислорода в зависимости от глубины должна подбираться, исходя из следующих значений:

• 100% — погружение до 4 м;
• 32% — погружение до 32 м;
• 21% — погружение до 57 м.

Одним из вариантов обеспечения дыхания при дайвинге является обедненный воздух, который не допускает кислородное отравление даже на большой глубине. Однако такая методика обладает побочным действием – снижается общая активность организма и увеличивается время всплытия. Поэтому сегодня дайверы практически не прибегают к подобному варианту.

Современные дыхательные смеси

При первых попытках исследовать водный мир использовался обычный воздух. Широко известна технология водолазного колокола, который позволял сохранить под водой воздушную прослойку, чтобы водолаз на протяжении какого-то периода мог дышать.

Сжатый воздух и сегодня активно используется в дайвинге. При этом, чтобы уменьшить влияние коррозии на баллон, перед наполнением газ освобождают от паров воды. Поэтому после длительного нахождения под водой человек часто испытывает сухость во рту и жажду. «Высушивание» хоть и позволяет продлить срок службы баллона, однако не делает его вечным. Чтобы газовая емкость не подвела в самый неподходящий момент, необходимо периодически делать ее освидетельствование. Как выполняется данная процедура можно прочитать здесь.

баллоны со сжатым воздухом

Помимо сжатого воздуха, в дайвинге применяется специальный дыхательный газ – нитрокс (производное от нитроген (азот) и оксиген (кислород)). Процент содержания О2 в смеси подбирается в зависимости от максимальной глубины, на которую дайвер планирует погружаться. Это может быть 30, 40 и даже 60%. В свою очередь, азот не участвует в метаболизме, поэтому не имеет требований к нижней границе. Тем не менее, N2 обладает интересным побочным эффектом, в определенных ситуациях действуя на нервную систему человека.

Азот – наркотик для дайвера

Хотя механизм воздействия азота на ЦНС не изучен на 100%, термин «азотный наркоз» известен каждому дайверу. При повышенном давлении газ способен вызывать легкое опьянение, усталость, иногда галлюцинации, свойственные наркотическому воздействию. Каких-то необратимых последствий на организм N2 не оказывает, но может привести к снижению самоконтроля и в какой-то степени затуманить разум, а это особенно опасно на больших глубинах. Что характерно, в случае снижения водной нагрузки подобный эффект стремительно проходит. Иногда достаточно подняться на пару метров вверх, чтобы вернуться к нормальному состоянию. О других интересных свойствах N2 можно изучить здесь.

В статье было предложено общее понимание того, чем дышат водолазы. Для практического применения необходимо получить более обширные знания об эксплуатации дыхательного газа в дайвинге. Вне зависимости от сферы использования газовой смеси, нужно хорошо ориентироваться в составе и физико-химических свойствах каждого компонента. По этой ссылке можно не только подобрать газ (в данном случае азот) для решения конкретных задач, но и получить профессиональную консультацию по его технической эксплуатации.

Источник

Дайвинг

Дыхательные смеси для дайверов

Чем дышат дайверы под водой? Дайверы-аквалангисты всегда использовали специальные газовые смеси с изменяемым процентным содержанием нужного для дыхания кислорода. До 90-х годов прошлого столетия самой распространенной дыхательной смесью был обыкновенный воздух (в среднем 79% азота и 21% кислорода) сжатый и очищенный от пыли, влаги и вредных примесей специальными фильтрами. Однако, воздух, которым мы дышим на поверхности, не является идеальной газовой смесью для дыхания под водой. Использование воздуха для дыхания на достаточно больших глубинах таит в себе, прежде всего, опасность азотного наркоза. Азот под давлением быстро накапливается в крови и тканях организма. Кроме того, растворяясь в тканях, он блокирует прохождение нервных импульсов. При превышении критической концентрации может приводить к кессонной болезни во время всплытия. Таким образом, использование воздуха накладывает существенные ограничения по глубине и времени пребывания дайвера под водой.

Если увеличить количество кислорода (более 21%) и уменьшить количество азота, получится обогащенный воздух. Он позволяет дайверу дольше находиться под водой, без риска получить кессонную болезнь. Однако кислород при повышенном давлении ядовит, поэтому, чем больше его концентрация, тем меньше безопасная глубина погружения и короче время. При дыхании чистым кислородом погружение глубже 6 метров уже опасно.
Пробовали заменять азот гелием в, так называемых, геликсных смесях. Но на достаточно больших глубинах они оказывают возбуждающее действие. Сейчас ими почти не пользуются.
В поисках оптимального варианта стали смешивать гелий, азот и кислород. Полученные дыхательные смеси назвали тримиксными. При соответствующем подборе компонентов для заданного диапазона глубины возбуждающее действие гелия компенсируется тормозящим действием азота, а кислорода добавляется столько, чтобы его хватало для дыхания, но концентрация не была ядовитой. На таких смесях плавают и на самых больших глубинах. Эту смесь используют и при спасении из подводных лодок на глубине до 500 метров. У геликсных и тримиксных смесей есть общий недостаток: они дорогие.
Еще один класс — обедненный воздух. В нем концентрация кислорода менее 21%, то есть меньше, чем в воздухе, которым мы обычно дышим. Его использование реже приводит к кислородному отравлению, но требует больше времени на всплытие. В настоящее время обедненный воздух практически не используется.
Все дыхательные смеси с измененным процентным соотношением кислорода и азота получили название нитрокс. Так называют и обедненный, и обогащенный, и обычный воздух. Перед закачкой в баллоны дыхательные смеси «высушивают», что приводит к легкому обезвоживанию организма во время подводного путешествия. Поэтому, возвращаясь из морских глубин, дайверу необходимо восстановить водный баланс.

Источник

Водолазная барокамера: применение для лечебной рекомпрессии

Водолаз находится в непривычной для человека среде — на него действуют законы физики, с которыми в обычных условиях человек не сталкивается, и главный из них — повышенное давление окружающей среды. Соответственно чем больше глубина, тем больше давление. Каждые 10 метров глубины равняются одной атмосфере в обычной окружающей среде.

Влияние газов

При погружении под воду водолаз дышит воздухом или специальными смесями, в состав которых входят так называемые индифферетные газы. Самые распрастраненные из них это азот и гелий. При дыхании эти газы растворяются в крови, но не участвуют в газообмене. Накопление этих газов в организме, носит название процесса насыщения и зависит от времени и типа ткани. Поэтому чем больше давление, тем больше газа растворяется в крови. При подъеме на поверхность давление начинает уменьшаться, а газ выводится из организма. Соответственно при неправильном всплытии газ выходит слишком быстро, сбивается в пузырьки и может заблокировать кровеносные сосуды, передавить различные нервные окончания, что может привести к большой опасности для жизни и здоровья водолаза.

• Сергей Бычков, врач водолазной медицины:

Существуют специальные декомпрессионные режимы, которым необходимо следовать при подъеме. Данные ступени рассчитаны в соответствии с глубиной и временем пребывания под водой. При неправильном подъеме, водолаза необходимо поместить в среду с таким же давлением, как и на глубине — для этого существует специальная барокамера , в которой постепенно понижают давление по правильному режиму.

Если планируются водолазные спуски более чем на 20 метров, то такая барокамера должна быть рядом с местом погружения, если менее — то максимум в часе езды до нее.

• Водолазная барокамера представляет собой прочную, герметичную емкость, снабженную средствами регулирования перепада давления между внутренними отсеками и окружающей средой, а также системой жизнеобеспечения и другими устройствами.
• Применяется барокамера для лечебной рекомпрессии водолазов в случае возникновения у них декомпрессионной болезни или баротравмы легких.

Смотрите подробный рассказ о конструкции барокамеры и болезнях, которые в ней лечат, в нашем видео.⬇️

Источник

Дышать гелием под водой

• 

Чем дышат водолазы? Инертные газы.

Задержать дыхание человек может только на относительно небольшое время, до нескольких минут. Поэтому для глубоководных длительных погружений необходимо дополнительное снаряжение и запас смеси газов, который обеспечит ныряльщику дыхание под водой. На сегодняшний день существуют дыхательные смеси различных типов, отличные друг от друга составом и свойствами.

Некоторые из них применяют, чтобы сократить или вовсе убрать эффект декомпрессии. Другие служат для погружений на большие глубины и призваны предотвратить отравление, которое могут вызвать в этих условиях газы, растворяясь в крови человека.

Так чем же дышат под водой водолазы?

Самой первой дыхательной смесью, которую человек использовал для дыхания под водой, был воздух. Еще в трудах древнегреческого ученого Аристотеля можно найти упоминание о погружениях с перевернутым котлом, заполненным воздухом. Впоследствии эта технология стала прототипом водолазного колокола. Воздух и сейчас применяется для погружений на малые глубины.

Но, ныряя с баллонами, заполненными воздухом, следует помнить об ограничениях по времени нахождения под водой и по глубине погружения. Максимальная глубина, на которой может находиться аквалангист с воздухом в баллонах, составляет сорок метров. При более глубоких погружениях начинает сказываться давление воды. Азот, которого в воздушной смеси около 80 процентов быстро насыщает, пропитывает ткани организма. Возникает явление, носящее название «азотного наркоза».

Чтобы избавиться от негативных последствий этого явления, необходима декомпрессия. То есть медленное приведение давления в норму. На этот процесс тратится дополнительное время, столь необходимое под водой. Чтобы решить эту проблему, в 1943 году Крисом Ламберстеном было предложена замена части азота в дыхательной смеси на кислород. Это была первая дыхательная смесь, из которой впоследствии возникла серия смесей «нитрокс».

Вообще термином «нитрокс» называют все смеси кислорода с азотом, в том числе и обычный необработанный воздух. Различаются такие смеси процентным содержанием в них кислорода. Существуют смеси с 40, 50 и 60 процентами кислорода. Кроме них широко применяются NITROX I, которая содержит кислорода — 32 % и 68 % азота, а также NITROX II с содержание азота — 64 % и кислорода — 36 %. Такие смеси, поскольку процент кислорода в них больше, называют еще и обогащенным воздухом.

Обогащенный воздух помогает водолазу дольше оставаться под водой. При этом риск развития кессонной болезни меньше, чем при использовании воздуха. Но, такие смеси нельзя использовать на больших глубинах. Чем глубже опускается под воду ныряльщик, тем большее давление оказывает на его организм толща воды. При этом кислород начинает проявлять токсические свойства. Чем больше процент кислорода в смеси, тем короче становится время безопасного нахождения под водой и уменьшается глубина, на которой нет риска отравиться.

Обедненный воздух – это еще один вариант смесей из серии нитрокс. В них процент кислорода понижен. Их использование предотвращает отравление кислородом. К сожалению, при их применении необходимо затрачивать больше времени на всплытие. Современные водолазы почти не пользуются этим видом смеси.

Следующим этапом развития дыхательных смесей стала замена в них азота гелием. Эти смеси называются геликсными. Их недостатком оказалось возбуждающее действие, проявляемое ими на больших глубинах. На сегодняшний день такие смеси применяются крайне редко.

В ходе экспериментального поиска лучшего варианта дыхательной смеси начали смешивать все три газа: азот, гелий и кислород. Получая при этом так называемые «тримиксные» смеси. При соразмерном подборе компонентов такой смеси тормозящее действие азота компенсируется возбуждающим действием гелия. Кислорода в тримиксные смеси добавляется минимум, не токсичное количество. Оно должно быть не больше, чем требуется для дыхания. Соотношение компонентов таких смесей вычисляют для конкретных диапазонов глубин.

Тримиксные смеси являются наиболее употребляемыми дыхательными смесями для самых глубоких погружений. Их используют при длительных водолазных работах на глубинах до пятисот метров. Например, при спасении людей с затонувших подводных лодок. Единственный существенный недостаток этих смесей – это их высокая цена.

Разработка новых дыхательных смесей продолжается. Она основывается на все более полном познании биофизических процессов, происходящих в организме человека на больших глубинах под воздействием давления.

Давление воды на большой глубине несколько изменяет процесс дыхания человека. На берегу организму для полноценного дыхания требуется около семнадцати процентов кислорода. На глубине примерно в двадцать метров эта потребность снижается до шести процентов.

Избыток кислорода на глубине вызывает отравление, которое может привести к отеку легких, судорогам, конвульсиям и даже к смерти. Применение чистого кислорода делает опасным погружение ниже шести метров.

Чтобы приостановить ржавение баллонов, перед закачкой в них какой-либо дыхательной смеси, их «высушивают». Если для закачки используется воздух, его тоже предварительно подсушивают, освобождая от паров воды. При дыхании влага, находящаяся в легких водолаза теряется, уходит с выдыхаемыми газами. Поэтому после погружения возникает сильная жажда и сухость во рту.

Использование дыхательных смесей под водой имеет несколько направлений. Они служат для заполнения баллонов аквалангов. С помощью этих смесей создаются необходимые условия для декомпрессии в барокамерах. Из специальных дыхательных смесей создается пригодная для дыхания атмосфера в подводных лодках. Разные смеси применяют для поддержания дыхания ныряльщика в водолазном скафандре.

Современные водолазные скафандры инжекторно-регенеративного типа оборудуются воздушно – кислородным или гелиокислородным снаряжением. Оно позволяет проводить работы на глубине около ста метров и более. Глубина погружения в этом случае зависит от состава дыхательной смеси и конструкционных возможностей скафандра. В регенеративной коробке таких скафандров дыхательная смесь может полностью или частично восстанавливаться. Длительность пребывания под водой регулируется мощностью регенеративной коробки.

Тримиксная смесь или смесь типа «Нитрокс» применяются еще и в ребризерах, которые еще называют изолирующими дыхательными аппаратами. В них выдыхаемый углекислый газ поглощается химическим поглотителем, а оставшийся неиспользованным кислород подается обратно в дыхательный мешок.

Будучи ведущим поставщиком промышленных газов в Украине, Компания «DP Air Gas» осуществляет реализацию газов, входящих в состав дыхательных смесей для аквалангов. Кроме вышеперечисленных газов, Компания реализует и другие промышленные газы, а также смеси газов различного назначения. Подробная информация об их продаже, а также об оказываемых компанией услугах, связанных с продажей газов и обслуживанием газового оборудования размещена здесь.

Источник